Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Хімічні науки / Фізична хімія


Андрієвська Олена Ростиславівна. Фазові рівноваги в потрійних системах оксидів цирконію, гафнію і ітрію з оксидами лантаноїдів: дисертація д-ра хім. наук: 02.00.04 / НАН України; Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича. - К., 2003.



Анотація до роботи:

Андрієвська О.Р. Фазові рівноваги в потрійних системах оксидів цирконію, гафнію і ітрію з оксидами лантаноїдів. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню доктора хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 фізична хімія. Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ, 2003.

В роботі вперше проведено комплексне дослідження фазових рівноваг в потрійних системах HfO2-Y2O3-Ln2O3 і ZrO2-Y2O3-Ln2O3 та побудовані повні діаграми стану шести і елементи діаграм стану п’яти потрійних систем. Представлені повні діаграми стану трьох і елементи діаграм стану шести подвійних систем. Показані найбільш загальні закономірності взаємодії фаз в присутності рідини і в твердому стані в залежності від іонного радіуса лантаноїду.

З допомогою методів ТА, ДТА, РФА, ЛРСА, електронної мікроскопії і приведеного полінома вперше проведено комплексне дослідження фазових рівноваг в потрійних системах HfO2-Y2O3-Ln2O3 і ZrO2-Y2O3-Ln2O3 та побудовано повні діаграми стану шести і елементи діаграм стану п’яти потрійних систем. Представлено повні діаграми стану трьох і елементи діаграм стану шести подвійних систем. Показано найбільш загальні закономірності взаємодії фаз в присутності рідини і в твердому стані в залежності від іонного радіуса лантаноїду.

  1. З метою оптимізації експериментальних досліджень з допомогою методу приведеного полінома проведено розрахунок поверхонь ліквідусу систем HfO2(ZrO2)-Y2O3-La2O3, HfO2(ZrO2)-Y2O3-Sm2O3, HfO2-Y2O3-Gd2O3, HfO2-Y2O3-Dy2O3 і HfO2-Y2O3-Er2O3, що дозволило передбачити топологію поверхонь ліквідусу вказаних систем.

  2. Вивчено взаємодію фаз в потрійних системах HfO2-Y2O3-La2O3 і ZrO2-Y2O3-La2O3 в інтервалі температур 1250-2800 C. Проведено триангуляцію систем і показано, що перетини La2Hf2O7-Y2O3 і La2Zr2O7-Y2O3 є частково квазібінарними при температурах нижче солідусу через зміну характеру плавлення фази типу пірохлору від конгруентного на інконгруентний при розчиненні в ній оксиду ітрію. Побудовано проекції поверхонь ліквідусу, солідусу, діаграми плавкості і схеми реакцій кристалізації сплавів, ізотермічні перерізи при температурах 1250, 1600, 1900 С і політермічні розрізи. Показано, що область температурної стійкості сполуки LaYO3 розширюється до 1900 С зі збільшенням вмісту оксиду гафнію (цирконію), порівнюючи з температурою існування цієї сполуки в подвійній системі (1580 С).

  3. Вивчено фазові рівноваги в потрійних системах HfO2-Y2O3-Eu2O3, ZrO2-Y2O3-Eu2O3 в інтервалі температур 1250-2800 C в усьому інтервалі концентрацій, а також в системі HfO2-Y2O3-Sm2O3 при температурі 1600 C. Показано, що при температурах нижче 2000 C системи можуть бути триангульовані по частково квазібінарному перетину Ln2Hf2O7 (Ln2Zr2O7)-Y2O3. Для систем з Eu2O3 побудовано проекції поверхонь ліквідусу, солідусу, діаграми плавкості і схеми реакцій кристалізації сплавів, ізотермічні перерізи при температурах 1250, 1550 С і політермічні розрізи. Для системи з Sm2O3 побудовано проекції поверхонь ліквідусу по методу приведеного полінома, ізотермічний переріз при температурі 1600 С. Встановлено, що стабілізація фази типу пірохлору на поверхні ліквідусу потрійних систем не відбувається, і поля первинної кристалізації формуються тільки твердими розчинами на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів.

  4. Досліджено взаємодію фаз в потрійних системах HfO2-Y2O3-Er2O3, ZrO2-Y2O3-Er2O3 в інтервалі температур 1600-2800 C. Побудовано проекції поверхонь ліквідусу, солідусу, діаграми плавкості і схеми реакцій кристалізації сплавів, ізотермічні перерізи при температурах 1600, 1900 С і політермічні розрізи. Показано, що в визначеній області температур, на відміну від систем з La2O3, Sm2O3, Eu2O3, в рівновазі знаходяться тільки безперервні ряди твердих розчинів на основі вихідних компонентів через повне взаємне ізоморфне заміщення іонів ітрію і ербію.

  5. Досліджено фазові співвідношення в потрійних системах HfO2-Y2O3-CeO2 і ZrO2-Y2O3-CeO2 в інтервалі температур 1250-1500 C і побудовано ізотермічні перерізи вказаних систем при 1250 і 1500 C. Встановлено широкі області твердих розчинів з кристалічною структурою флюориту і С-типу оксидів РЗЕ, а також утворення впорядкованої -фази в системі HfO2-Y2O3-CeO2 при 1250 C.

  1. Вперше вивчено фазові рівноваги в подвійних системах HfO2-Eu2O3, ZrO2-Eu2O3 і Y2O3-Eu2O3 в інтервалі температур 1250-2800 C і в системі Y2O3-CeO2 в інтервалі температур 1250-1500 C, а також уточнено будову діаграм стану подвійних систем HfO2-CeO2, ZrO2-CeO2 (1250-1500 C) і ZrO2-La2O3, ZrO2-Er2O3 в області температур плавлення в усьому інтервалі концентрацій. Для всіх обмежувальних систем характерно утворення твердих розчинів різної протяжності на основі поліморфних модифікацій вихідних компонентів.

  2. З урахуванням літературних даних і даних цього дослідження проведено аналіз і встановлено основні закономірності будови діаграм стану подвійних систем в рядах HfO2-Ln2O3, ZrO2-Ln2O3 і Y2O3-Ln2O3 в залежності від іонного радіуса лантаноїду. Показано, що температура евтектики і її склад, температура розкладу фази типу пірохлору, періоди ґратки твердих розчинів і інші параметри фаз подвійних систем змінюються лінійно з іонним радіусом лантаноїду.

  3. Встановлено, що потрійні діаграми стану досліджуваних систем наслідують особливості будови діаграм стану подвійних систем, що виражається в утворенні областей твердих розчинів на основі різних поліморфних модифікацій вихідних компонентів і проміжних фаз, що присутні в подвійних системах. Показано, що належність оксидів лантаноїдів до церієвої чи ітрієвої групи визначає співвідношення фаз в потрійних системах і топологію будови їх діаграм стану. Встановлені закономірності будови діаграм стану подвійних HfO2(ZrO2)-Ln2O3, Y2O3-Ln2O3 і потрійних HfO2(ZrO2)-Y2O3-Ln2O3 систем дозволили зробити прогноз будови поверхонь ліквідусу, солідусу і ізотермічних перерізів невивчених діаграм стану потрійних систем вищезазначеного ряду, а також виконати прогноз будови елементів діаграм стану 87 систем HfO2(ZrO2)-Ln2O3-Ln'2O3 з двома оксидами РЗЕ.

Основні результати дисертації опубліковані в роботах:

    1. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Даниленко В.М. Построение математических моделей поверхностей ликвидуса диаграмм состояния систем HfO2-Y2O3-La2O3 и HfO2-Y2O3-Er2O3 // Изв. РАН. Неорган. материалы. – 1993. – Т. 29, № 4. – С. 535-539.

    2. Andrievskaya E.R., Lopato L.M. Influence of composition on the TM transformation in the systems ZrO2-Ln2O3 (Ln = La, Nd, Sm, Eu) // J. Mater. Sci. - 1995. - Vol. 36, № 10 .- P. 2591-2596.

    3. Andrievskaya E.R., Lopato L.M., Smirnov V.P. The system HfO2-Y2O3-Er2O3 // J. Am. Ceram. Soc. – 1996. – Vol. 78, № 5. – P. 714-720.

    4. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Шевченко А.В. Поверхность ликвидуса диаграммы состояния системы ZrO2-Y2O3-Er2O3 // Изв. РАН. Неорган. материалы. - 1996. - Т. 32, № 6. - С. 721-726.

    5. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М, Смирнов В.П., Кирьякова И.Е. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы HfO2-Y2O3-La2O3 при 1600 С // Порошковая металлургия. – 1996.- № 7/8. – С. 147-158.

    6. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Ковыляев В.В., Зайцева З.А. Фазовые равновесия в тройной системе HfO2-Y2O3-La2O3 // Изв. РАН. Неорган. материалы. - 1996. - Т. 32, № 6. - С. 727-735.

    7. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Шевченко А.В., Смирнов В.П. Взаимодействие в системе HfO2-Eu2O3 // Изв. РАН. Неорган. материалы. - 1997. - Т. 33, № 7. - С. 835-838.

    8. Лопато Л.М., Андриевская Е.Р., Шевченко А.В., Редько В.П. Фазовые соотношения в системе ZrO2-Eu2O3 // ЖНХ. – 1997. - Т. 42, № 10. - С. 1736-1739.

    9. Андриевская Е.Р., Зайцева З.А., Шевченко А.В., Лопато Л.М. Диаграмма состояния системы Eu2O3-Y2O3 // Изв. РАН. Неорган. материалы. - 1997. - Т. 33, № 4. С. 465-468.

    10. Андриевская Е.Р. Поверхность солидуса диаграммы состояния системы HfO2-Y2O3-La2O3 // Порошковая металлургия. – 1999.- № 5/6. – С. 56-65.

    11. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М. Аппроксимация поверхности ликвидуса диаграммы состояния системы ZrO2-Y2O3-La2O3 приведенными полиномами // Порошковая металлургия. -2000. - № 9/10. – С. 28-33.

    12. Андриевская Е.Р., Ковыляев В.В., Лопато Л.М., Рагуля А.В., Шевченко А.В. Поверхность ликвидуса системы HfO2-Y2O3-La2O3 // Изв. РАН. Неорган. материалы. - 2000. - Т. 36, № 6. С. 740-748.

    13. Andrievskaya E.R., Lopato L.M. Phase equilibria in the system hafnia-yttria-lanthana // J. Am. Ceram. Soc. – 2001. – Vol. 84, № 10. – P. 2415-2420.

    14. Андриевская Е.Р., Редько В.П., Лопато Л.М. Взаимодействие оксида церия с оксидами гафния, циркония и иттрия при 1500 С // Порошковая металлургия. -2001. - № 7/8. – С. 109-118.

    15. Andrievskaya E.R., Ragulya A.V., Red’ko V.P. Nanocrystalline ceramics in the refractory oxide system based on ZrO2, Y2O3, La2O3 for ionic-conductors applications // Functional materials. – 2001. – Vol. 8, № 1. – P. 145-153.

    16. Andrievskaya E.R. Phase transformations and nanocrystalline structures in the ternary systems ZrO2(HfO2)-Y2O3-La2O3(Eu2O3, Er2O3) // Functional materials. – 2001. – Vol. 8, № 4. – P. 621-628.

    17. Андриевская Е.Р., Самелюк А.В., Лопато Л.М. Взаимодействие оксида церия с оксидами циркония и иттрия при 1250 С // Порошковая металлургия. -2002. - № 1/2. – С. 71-81.

    18. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М. Фазовые равновесия при кристаллизации сплавов тройной системы HfO2-Y2O3-La2O3 // Порошковая металлургия. – 2002.- № 12. – С. 61-73.

    19. Andrievskaya E.R. Phase relations and nanocrystalline alloys in the ternary systems ZrO2(HfO2)-Y2O3-La2O3(Eu2O3, Er2O3) // Functional gradient materials and surface layers prepared by fine particles technology. – London: Kluwer Academic Publishers. – 2001. – Vol. 16. – P. 305-312.

    20. Andrievskaya E.R., Lopato L.M Phase transformations in the ternary systems HfO2(ZrO2)-Y2O3-Eu2O3 // Key engineering materials – Switzerland: Trans Tech Publications. – 1997. – Vols. 132-136. - P. 1782-1785.

    21. Andrievskaya E.R. Phase transformations in the ternary systems ZrO2 (HfO2)-Y2O3-Eu2O3 at 1250 С // Key engineering materials. Part I. – Switzerland: Trans Tech Publications. – 2002. – Vols. 206-213. - P. 719-722.

    22. Andrievskaya E.R., Red’ko V.P., Smirnov V.P., Lopato L.M Advanced ceramic based on the ternary systems ZrO2 (HfO2)-Y2O3-Eu2O3 // Key engineering materials. Part II. – Switzerland: Trans Tech Publications. – 2002. – Vols. 206-213. - P. 1113-1116.

    23. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М. Компьютерное исследование поверхностей ликвидуса диаграмм состояния систем HfO2-Y2O3-Gd2O3(Dy2O3) с помощью полиномов // Современные проблемы материаловедения. - Киев: ИПМ НАН Украины. – 1993. – С. 102-109.

    24. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Кирьякова И.Е. Твердофазные превращения в системах HfO2-Y2O3-Ln2O3 (Ln = La, Er): модель и эксперимент // Физическое материаловедение и физико-химические основы создания новых материалов. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1994. – С. 85-95.

    25. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Даниленко В.М. Взаимодействие в системе HfO2-Y2O3-Sm2O3 при высоких температурах // Физическое материаловедение и физико-химические основы создания новых материалов. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1994. – С. 95-104.

    26. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Кирьякова И.Е., Зайцева З.А. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы HfO2-Y2O3-Sm2O3 при 1600 С // Современные достижения в области физического материаловедения. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1995. – С. 132-137.

    27. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Шевченко А.В., Лазарова Л.В., Алексеева О.В., Зазимко Р.А. Взаимодействие в системе HfO2-Y2O3-Eu2O3 при высоких температурах // Современные проблемы физического материаловедения. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1997. – С. 189-197.

    28. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Лазарова Л.В., Алексеева О.В., Зазимко Р.А. Фазовые равновесия на поверхности солидуса диаграммы состояния системы HfO2-Y2O3-Eu2O3 // Современные проблемы физического материаловедения. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1997. – С. 198-207.

    29. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Редько В.П., Крупа А.А., Тарасова С.А., Шпырный Ю.В. Взаимодействие в системе ZrO2-Y2O3-La2O3 при 1250 С // Современные проблемы физического материаловедения. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1999. – С. 92-104.

    30. Андриевская Е.Р., Лопато Л.М., Крупа А.А., Городов В.С., Тарасова С.А., Шпырный Ю.В. Фазовые равновесия на поверхности солидуса диаграммы состояния системы ZrO2-Y2O3-La2O3 // Современные проблемы физического материаловедения. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1999. – С. 105-116.

    31. Andrievskaya E.R., Lopato L.M., Shevchenko A.V., Red’ko V.P. Phase transformations in the ternary systems HfO2(ZrO2)-Y2O3-La2O3(Er2O3) // Fourth Euro Ceramics. Basic Science-Developments in processing of advanced ceramics. – Italy: Gruppo Editioriale Faenza Editrice S.p.A. - 1995. – Vol. 2. – P. 431-439.

    32. Andrievskaya E.R., Lopato L.M., Kovylyaev V.V. Investigation of alloys crystallization in the systems ZrO2(HfO2)-Y2O3-Eu2O3 // Proc. International Conf. on Composites Engineering. III. (ICCE / 3). – New Orleans (USA). – 1996. –P. 67-68.

    33. Andrievskaya E.R. Microstructure and properties of phases in the system HfO2-Y2O3-Sm2O3 // Proc. International Conf. “Deformation and Fracture in Structural PM Materials” (DF PM’1999). – Piestany (Slovak Republic). – 1999. – Vol. 1. – Kosice: IMR-SAS. – 1999. - P. 303-306.

    34. Andrievskaya E.R., Lopato L.M., Ragulya A.V., Red’ko V.P. The system ZrO2-Y2O3-La2O3 and prospective materials on its basis // Proc. World Ceramics Congress and Forum on New Materials. IX. (CIMTEC’98). Florence (Italy). Getting into the 2000’s. –Editor P. Vincenzini. Techna Srl. - 1999. – Part A. – P. 109-116.